导读:本文包含了布里渊光时域反射技术论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:布里渊散射,外差检测,布里渊频移,光脉冲调制
布里渊光时域反射技术论文文献综述
文耀[1]（2019）在《外差检测布里渊光时域反射技术实验平台搭建与关键技术研究》一文中研究指出众所周知,光纤作为当今世界最主要的传输与传感介质,有着其不可取代的地位。作为传感介质的光纤,具有易被各种光探测器件接收、高灵敏度、性能稳定的优点;而作为传输介质的光纤,具有可方便的进行光电或电光转换、在传输过程中不受电磁干扰、非侵入性和信号损失量小的优点。光纤传感技术利用光纤可以同时作为传输与传感介质的特性而迅速发展起来,根据其检测方式的不同可以划分为以下叁类:点式、准分布式和分布式光纤传感技术(Distributed Optical Fiber Sensing Technology,DOFS),其中DOFS是当今世界热门研究课题之一。DOFS可以按照不同的散射光类型分为以下叁类:基于布里渊散射的DOFS、基于拉曼散射的DOFS和基于瑞利散射的DOFS。虽然基于布里渊散射的DOFS与另外两种DOFS相比被提出的时间较晚一些,但其在对温度和应力进行传感时可以实现的传感距离和实验参数的精确程度等均强于另外两种DOFS,此外通过探测布里渊散射信号的频移和强度等传感参量,可以同时实现对温度和应力的双参传感。因此,基于布里渊散射的DOFS吸引了众多研究人员参与其中并取得了丰硕的研究成果。本文在对在基于布里渊散射的DOFS进行了大量的调研与深入的研究之后,设计了一种基于光域频移(Optical Domain Frequency Shift,ODFS)的外差检测布里渊光时域反射系统(ODFS-BOTDR)的设计方案,根据设计方案搭建ODFS-BOTDR实验平台,并在搭建好的实验平台上进行相关理论验证与实验研究。主要研究内容如下:首先,本文简要介绍了五种基于布里渊散射的DOFS及其国内外研究现状,并按照原理对这五种技术进行分类与比较;从原理、散射信号特性等方面着重分析了光纤中的布里渊散射,通过探测布里渊散射信号的频移和强度等传感参量,可以同时实现对温度和应力的双参传感;提出了一种解决布里渊散射信号传感参量对应力和温度交叉敏感问题的解决方案并简要概括了布里渊散射信号的检测方法为后续搭建ODFS-BOTDR实验平台奠定了理论基础。其次设计了一款基于ODFS的ODFS-BOTDR的实验平台搭建方案,本平台由五个模块构成,分别是光源模块、光脉冲调制模块、入射光功率可调模块、外差检测模块、光域移频模块。分析各个模块的技术指标,并详细介绍了各个模块的关键器件选择方案和详细参数为后续搭建ODFS-BOTDR提供了理论依据和参考标准。然后,根据实验平台搭建方案搭建ODFS-BOTDR实验平台,通过实验探究并验证了光纤中的散射光与入射光功率之间的关系;针对本实验平台所使用的光纤及调制方式,提出了一种受激布里渊散射阈值测量方案,并通过实验探究影响受激布里渊散射阈值的因素;设计了一种基于ODFS的思路,并通过实验验证其正确性;理论分析光脉冲调制参数,设计光脉冲调制方案并调制出ODFS-BOTDR实验平台所需的脉冲信号;在本地信号路引入扰偏器,使其产生随机变化的偏振态,来消除由于偏振状态带来的不良影响,扰偏器的引入不仅可以解决偏振敏感问题,还可以使系统结构简单,降低成本。最后,调试ODFS-BOTDR实验平台各器件,使其达到最佳工作状态,通过示波器采集自发布里渊散射信号,并对采集到信号进行数字信号处理,验证了实验平台的可行性,为后续对待测光纤进行温度和应变的双参传感研究奠定了坚实的基础。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-22）
熊菲,丁文红,张益昕,朱晓庚,徐伟弘[2]（2019）在《基于布里渊光时域反射技术的多参数输电线路覆冰预警》一文中研究指出因恶劣天气影响造成的输电线路覆冰将严重威胁到电网的安全稳定运行,并造成巨大的经济损失,实现准确的覆冰预警是电力系统亟待解决的问题。针对这一实际问题,为实现实时监测输电线路运行状态、及时发现并处理线路覆冰,采用布里渊光时域反射仪对武川变-察右中旗变500kV输电线路光纤复合架空地线进行在线运行状态监测,并探究利用布里渊光时域反射技术对光纤进行应力和温度监测以实现输电线路覆冰预警的可行性。数据分析表明,布里渊光时域反射仪可以在一定误差范围内准确测量光纤复合架空地线各点的温度和应力相对大小。结合输电线路覆冰时的温度、积温时间和温度日较差等温度相关参数的特性,提出综合各温度相关参数判断输电线路覆冰的条件;将本装置应用于实际输电线路在线监测,找出了被测光纤复合架空地线在2016年11月间满足该条件的具体位置和对应时间。测量结果与天气预报温度数值和变化趋势相近,表明了试验方法的准确性。(本文来源于《电力科学与工程》期刊2019年01期）
张加凯[3]（2018）在《布里渊光时域反射系统中信号处理技术的研究》一文中研究指出布里渊光时域反射(BOTDR)技术是一种能获取光纤沿线温度和应变信息的光纤分布式传感技术。因其具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高等诸多优势,该技术能在化工、电力、土木等多个领域内,为大型工程提供实时动态的温度和应变测控。自上世纪70年代以来,研究人员从未停止过对该技术在实验研究和工程应用中的探索,至今BOTDR技术仍是传感领域中的研究热点。本文首先介绍了BOTDR技术的国内外发展历程和研究现状,分析了该技术的基本原理和技术难点。接着阐述了系统探测的整体实现方案,详细地分析和介绍了各器件、模块的相关作用和性能参数,设计了基于Matlab GUI的上位机动态显示程序,提出了相应的机箱布局和封装方案。同时,通过基于FPGA的硬件编程设计完成了采集写入、迭加存储和读取上传等功能模块的开发,并结合外部硬件所提供的触发信号实现了系统的整体时序同步控制。此外,本文还针对测温实验中散射信号的特点,提出了一种分段分层小波去噪算法。该算法通过高、低层小波分析将有温度变化的奇异信号检测出来,并由此将光纤上的温度信息分为有、无温度变化的两段数据,结合这两段数据不同的特点,选取最优的小波基函数与分解层数对这两段数据分别进行不同的小波去噪处理。将去噪前后的测温结果进行多方面对比和分析,验证了分段分层小波算法对提升系统测温精度的作用。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-05-01）
高磊,龚云皓,余彦杰,钱肃潇,秦鹏飞[4]（2017）在《基于布里渊散射光时域反射测量技术的分布式光纤测斜管研发与应用》一文中研究指出深层水平位移是基坑工程安全监控的重要监测指标,通常采用测斜管进行监测,确保基坑的安全与稳定。为了提高测斜管监测结果的精度与自动化程度,弥补传统监测手段的局限与不足,从基于布里渊光时域反射计(BOTDR)光纤监测技术原理和特点出发,研发了一种基于BOTDR技术的分布式光纤测斜管,详细介绍了其制作方法与施工工艺,通过现场基坑测试,获得了分布式光纤测斜管的应变信息,并通过数据分析获得了基坑深层水平位移变化。结果表明:基于BOTDR技术的分布式光纤测斜管能够准确地反映基坑的变形情况,具有很好的工程适用性,且与传统监测手段相比,具有测量精度高、数据采集全面、监测方便、能够实时监测等优点,在基坑工程的变形监测中具有显着的优越性和推广价值。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2017年30期）
盛志轩,潘政清,蔡海文,曹玉龙,王照勇[5]（2016）在《基于双脉冲探测的亚米级空间分辨率布里渊时域反射技术》一文中研究指出在传统的布里渊光时域反射(BOTDR)技术中,空间分辨率和自发布里渊散射谱宽相互制约。针对这一问题,将探测光改进为超短双脉冲,并利用检测频谱包络的方法得到BOTDR系统的空间分辨率。该方法提高了BOTDR系统的空间分辨率,同时可避免压窄脉冲引起的布里渊增益谱展宽对测量精度的影响。实验表明,该方案能实现0.5m空间分辨率的温度测量,避免自发布里渊散射谱发生较大展宽。(本文来源于《中国激光》期刊2016年09期）
王雪[6]（2015）在《基于多模声波导光纤的布里渊光时域反射技术研究》一文中研究指出布里渊光时域反射(Brillouin optical time-domain reflectometry, BOTDR)技术是一种分布式光纤传感技术,其工作原理在于布里渊散射光的频移和功率均与应变和温度相关,通过测量脉冲光在光纤中传输时产生的后向自发布里渊散射光的频移与功率来实现光纤沿线应变与温度的测量。多模声波导光纤,是指具有复杂折射率分布且有多个声学激发模式的光纤,这些特征决定了在多模声波导光纤中前向传播的单模泵浦光会激发出多个模式的后向布里渊散射光,布里渊增益谱(Brliiouin Gai n Spectrum, BGS)表现为多峰形态。代表不同声学模式的多峰布里渊散射光在后向传播过程中相互作用产生光学拍,会形成峰值频率为百兆赫兹量级的布里渊拍频谱(Brillouin Beat Spectrum, BBS)。本文的研究工作之一,是在基于BBS探测的布里渊光时域反射技术中,提出对任意多模声波导结构光纤的应变与温度系数进行理论计算的方法。该计算方法可筛选用于基于BBS的光纤传感系统中的高灵敏度光纤,并用于指导设计高应变与高温度灵敏度的多模声波导光纤。本文的另外一个研究工作,是将拉曼放大与零差BOTDR相结合,设计了基于拉曼放大的零差BOTDR系统。提出了一种基于拉曼放大的零差布里渊光时域反射技术,在实现对应变和温度快速单端测量的同时,可实现传感距离或测量精度的提高。该方法通过拉曼放大提高多峰布里渊谱的峰值功率,实现布里渊拍频峰功率的提升,可有效提高传感系统的信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)和传感距离。仿真结果表明,所提出的方法在不降低测量精度和测量速度的情况下,在本文的测量条件下可使光纤传感的距离提高11倍。(本文来源于《南京大学》期刊2015-05-01）
詹伟伟[7]（2014）在《布里渊光时域反射传感技术中频谱信号的分析研究》一文中研究指出基于布里渊散射的光纤传感技术具有高精度、长距离、低成本等优点,已经广泛应用于隧道、桥梁、光缆等结构健康监测之中,是国内外光纤传感领域的研究热点。布里渊光时域反射仪(Brillouin Optical Time Domain Reflectometry, BOTDR)是基于自发布里渊散射的一种重要的光纤传感技术,主要用于光纤沿线温度和应力的测量,具有单端接入的优点。本文利用信号处理的方法对BOTDR'性能的提高进行了理论研究和实验验证,提出了频谱迭代相减方法以提高BOTDR的空间分辨率。通过分析脉冲在光纤中传播时产生布里渊散射信号的过程,综合考虑探测系统响应时间和脉冲宽度对空间分辨率的影响,推导得到了布里渊信号的功率密度分布函数,并依此将布里渊信号分离,提高了BOTDR的空间分辨率,在50km和1km的光纤上分别获得了1.5m和O.1m的空间分辨率。本文提出了一种最大相似匹配方法,利用相关系数作为相似度评价函数,通过比较事先获得的参考谱与探测时获得的测量谱形状上的相似性,获得布里渊频移。实验验证了该方法的可行性。相比于曲线拟合方法,该方法减小了测量误差,同时具有速度快的优点。(本文来源于《南京大学》期刊2014-05-01）
杨巍,杨远洪[8]（2013）在《基于广义谐波小波变换的布里渊光时域反射计的数字包络解调技术》一文中研究指出分析了相干探测型布里渊光时域反射计(BOTDR)的信号特征及信号包络对其空间分辨率和布里渊频移测量精度等参数的影响,总结了幅度调制信号的数字包络解调算法模型和理想的数字包络解调算法的特性。根据广义谐波小波(GHW)的零相移理想带通滤波特性及通带参数可灵活设计的特点,提出了一种基于广义谐波小波变换(GHWT)的BOTDR的数字包络解调技术,设计了解调方案并进行了参数优化和实验研究。结果表明,与现有BOTDR数字包络解调技术相比,所提出的新技术能够无失真地提取BOTDR的信号包络并具有较强的噪声抑制能力,从而在不影响BOTDR的空间分辨率的情况下提高布里渊频移测量精度。最后,还根据解调算法的频域特性对实验结果进行了分析。(本文来源于《光学学报》期刊2013年05期）
姚雨果[9]（2013）在《布里渊光时域反射光纤传感技术中的信号处理与编码方法研究》一文中研究指出布里渊光时域反射(BOTDR)技术是一种基于自发布里渊散射的分布式光纤传感技术,可以用于监测光纤沿线的温度和应变,具有单端接入测量和可测量光纤断点的优势。本文的研究工作以BOTDR技术中的信号处理与编码方法为研究对象,致力于BOTDR系统性能的提升。首先关注的是BOTDR中宽带布里渊散射信号的时频分析。提出了一种新的信号处理方法-Cohen类,以此减轻传统方法带来的BOTDR空间分辨率和频移精度之间的矛盾。阐明了Heisenberg-Gabor测不准原理对于传统信号处理方法的限制,以及Cohen类的优势。对仿真和实验得到的宽带布里渊散射信号分别采用傅里叶变换方法和Cohen类变换,并对结果进行对比,验证了Cohen类的可行性和优势。对脉冲探测光直流分量对BOTDR的影响进行了理论研究和实验验证。证明了在采用RF解调的扫频BOTDR中,漏光会引入额外的噪声项,从而影响布里渊频移的测量精度。最后研究了BOTDR中的编码方法。总结了现有的方法,实验比较了归零和非归零码对受激布里渊阈值的影响。此外,还探讨了光正交码在BOTDR中应用的可行性。(本文来源于《南京大学》期刊2013-05-01）
王菀,干昆蓉,施斌,张丹[10]（2013）在《一种基于布里渊光时域反射的土质隧道分布式光纤传感应用技术》一文中研究指出为了开发一种高密度实时监测技术,用于及时了解隧道开挖面前方地层的变形情况,在分布式光纤监测技术的已有成果基础上,采用模型设计、室内试验与应用工艺验证的方法,研究开发一种用于土质隧道围岩超前位移监测的方法,得出监测力学模型与监测方程,提出传感器的制作与标定、布设与安装,系统集成与实时监测的工艺技术。研究成果在工程实践应用中得到了验证,取得了初步的应用效果。(本文来源于《隧道建设》期刊2013年02期）
布里渊光时域反射技术论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
因恶劣天气影响造成的输电线路覆冰将严重威胁到电网的安全稳定运行,并造成巨大的经济损失,实现准确的覆冰预警是电力系统亟待解决的问题。针对这一实际问题,为实现实时监测输电线路运行状态、及时发现并处理线路覆冰,采用布里渊光时域反射仪对武川变-察右中旗变500kV输电线路光纤复合架空地线进行在线运行状态监测,并探究利用布里渊光时域反射技术对光纤进行应力和温度监测以实现输电线路覆冰预警的可行性。数据分析表明,布里渊光时域反射仪可以在一定误差范围内准确测量光纤复合架空地线各点的温度和应力相对大小。结合输电线路覆冰时的温度、积温时间和温度日较差等温度相关参数的特性,提出综合各温度相关参数判断输电线路覆冰的条件;将本装置应用于实际输电线路在线监测,找出了被测光纤复合架空地线在2016年11月间满足该条件的具体位置和对应时间。测量结果与天气预报温度数值和变化趋势相近,表明了试验方法的准确性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
布里渊光时域反射技术论文参考文献
[1].文耀.外差检测布里渊光时域反射技术实验平台搭建与关键技术研究[D].北京邮电大学.2019
[2].熊菲,丁文红,张益昕,朱晓庚,徐伟弘.基于布里渊光时域反射技术的多参数输电线路覆冰预警[J].电力科学与工程.2019
[3].张加凯.布里渊光时域反射系统中信号处理技术的研究[D].华中科技大学.2018
[4].高磊,龚云皓,余彦杰,钱肃潇,秦鹏飞.基于布里渊散射光时域反射测量技术的分布式光纤测斜管研发与应用[J].科学技术与工程.2017
[5].盛志轩,潘政清,蔡海文,曹玉龙,王照勇.基于双脉冲探测的亚米级空间分辨率布里渊时域反射技术[J].中国激光.2016
[6].王雪.基于多模声波导光纤的布里渊光时域反射技术研究[D].南京大学.2015
[7].詹伟伟.布里渊光时域反射传感技术中频谱信号的分析研究[D].南京大学.2014
[8].杨巍,杨远洪.基于广义谐波小波变换的布里渊光时域反射计的数字包络解调技术[J].光学学报.2013
[9].姚雨果.布里渊光时域反射光纤传感技术中的信号处理与编码方法研究[D].南京大学.2013
[10].王菀,干昆蓉,施斌,张丹.一种基于布里渊光时域反射的土质隧道分布式光纤传感应用技术[J].隧道建设.2013